具有混合执行器故障的多智能体分布式有限时间自适应协同容错控制

针对多智能体编队系统执行器发生故障时,所引起的参数不确定以及系统瞬态不稳定问题,本文采用径向基函数神经网络(radial basis function neural networks, RBFNNs)对不确定参数(未知函数)进行估计。同时,基于反推技术设计出合理的自适应容错控制器,并通过有限时间理论保证系统实现瞬态稳定。首先,本文采用10个智能体作为被控对象,基于有向通讯拓扑结构理论,构建了非线性多智能体系统模型。其次,基于RBFNNs逼近特性,采用反推技术与动态面技术相结合,设计出合理的容错控制器,补偿多智能体中出现的未知非线性执行器故障,并采用有限时间理论解决系统瞬态不稳定问题。接着,基于Lyapunov稳定性理论分析了控制器的稳定性和快速收敛性。最后,通过两种算例对比,验证了所设计的控制器性能优于传统的反推技术,为工程实践提供了一种有效的研究思路。     

多智能体系统的有限时间跟踪控制

基于领导-跟随者模型研究了多智能体系统的有限时间跟踪控制问题。针对领导者状态是时变的情况,提出了一类非线性有限时间跟踪控制算法,在固定网络拓扑结构下,利用Lyapunov有限时间稳定性理论和矩阵理论分析,得到了该算法使得系统中跟随者状态在有限时间内与领导者状态达到一致的充分条件;在切换网络拓扑结构下,提出了一类有限时间跟踪控制算法,在领导者的状态是时不变的情况下,给出了该算法使得系统实现有限时间跟踪控制的充分条件。仿真实例验证了所提出两类算法的有效性。     

多智能体系统分布式控制的研究新进展

多智能体的运动协调和覆盖协调问题是多智能体系统的协调控制研究中的两个基本问题.综述当前这两个问题研究的主要内容及相应的主要结果,同时给出了仍然需要解决的问题和可能的研究方向.     

时滞多智能体系统关于参考状态的信息一致性

研究了具有参考状态的有向通信时延多智能体系统的信息一致性问题.提出了适用于可连续通信并有通信时延的有向多智能体系统关于参考状态的一致性算法,严格推导了多智能体系统在该算法作用下达到信息一致性的充分性判据,最后以水下无人航行器协同作战为背景,仿真验证了所提出的一致性算法和判据的有效性.     

非线性耦合多智能体系统组编队跟踪控制

为研究非线性和双积分器耦合领导跟随多智能体系统的组编队控制问题,在处理多智能体系统的分组时,没有基于传统的保守假设(从一个组中的每个节点到其他组中的所有节点的相邻权值之和为零或其他常数),设计了一种新的控制协议。根据李雅普诺夫稳定性理论和代数图论,分别给出了双积分和非线性器二阶多智能体系统的组编队控制问题的充分条件,使得多智能体系统能够达到期望的几何结构并随着时间维持下去。最后,用两个数值仿真的例子验证了所得结论的有效性。     

非线性多智能体系统分布式鲁棒输出调节

为解决具有一般非线性形式和不确定参数的多智能体系统的协调控制问题,设计了非线性分布式反馈控制器,使得多智能体系统鲁棒渐近跟踪参考信号或者鲁棒渐近抑制干扰。在所考虑的多智能体系统中,将动态领导者或者环境干扰看作是产生参考信号或者干扰信号的外部系统。最后,给出一个仿真算例,验证所得结果的有效性。     

基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法

通过建立交通信号控制智能体BDI模型,提出了一种基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法.通过相邻路口信号控制智能体的信息交互和协调,在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下,尽量使相邻路口驶来的车队不停车地通过路口.编制交通控制微观仿真软件,在一个由8个路口组成的交通网络中对多种信号控制方式进行仿真实验,实验结果表明这种新控制方法的控制效果明显优于传统的定时控制和感应控制方式.     

分布式指挥控制系统协同机制研究

为解决分布式指挥控制系统设计中的决策协同问题,提出了一种基于多智能体系统协同机制的多决策者决策同方法.利用面向对象的软件设计思路提出了指挥控制系统决策协同策略的一般表示方法,并综合考虑策略需求、策略费用、方案质量及领域需求等多种因素提出了协同策略的择优机制.该文提出的协同策略的一般表示方法可在不同态势下和不同领域中重用,协同策略的择优机制使得指挥控制智能体具备在不同的战场态势下选择相对最优的决策协同方法的能力.此种机制对于分布式指挥控制统建模研究提供了一种全新而实用的选择.     

流程工业多智能体系统协调控制

以典型的流程工业过程为对象,结合分布式工业过程控制的特点,分析了多智能体应用于复杂工业过程控制的可行性、必要性;提出了一种基于工业过程控制的多智能体系统的体系结构及其协调控制过程.板带热连轧机过程控制是典型的分布式过程控制对象,文章从综合控制的角度出发提出热连轧机工业生产过程多智能体系统的体系结构,给出了体系结构中各功能模块的组成及其处理过程,并重点分析了轧钢过程中精轧机组中板形和板厚控制的协调过程.     

舰艇编队协同防空体系免疫多智能体模型

针对舰艇编队协同防空问题, 根据舰艇编队协同防空体系与生物免疫系统防御机制和性质相似的特点, 实现了二者在结构和功能上的映射. 在此基础上, 结合多智能体理论与方法, 设计了舰艇编队协同防空体系的监测、调节和抗体等免疫智能体的功能结构模型, 构建出一种新颖的舰艇编队协同防空体系免疫多智能体(IMA)系统模型, 提出了免疫多智能体系统的形式化描述, 分析了舰艇编队协同防空体系免疫多智能体系统的免疫应答过程和机制. 该模型的防御机制具有自学习、自适应、自组织的特性, 充分体现了舰艇编队协同防空体系的协同防御机制和性质, 为舰艇编队协同防空体系研究开拓了一种新思路.     

单边Lipschitz非线性多智能体系统一致性追踪控制

针对单边Lipschitz非线性多智能体系统,提出了一种分布式一致性控制方法.首先,构建了领导-跟随者动力学结构,用于实现单边Lipschitz多智能体系统的追踪控制.然后,设计了单边Lipschitz非线性多智能体系统的一致性控制协议,可根据智能体之间局部交互信息构建分布式反馈控制,并将系统的一致性追踪问题转化为系统...     

Distributed tracking control of second-order multi-agent systems under measurement noises

This paper considers a leader-following tracking control problem for second-order multiagent systems（MASs） under measurement noises and directed communication channels.It is assumed that each follower-agent can measure the relative positions and velocities of its neighbors in a noisy environment.Based on a novel velocity decomposition technique,a neighbor-based control law is designed to realize local control strategies for these continuous-time agents.It is shown that the proposed consensus protocol can guarantee that all the follower-agents track the active leader.In addition,this result is extended to a more general case with switching topologies.Finally,a numerical example is given for illustration.     

Improvement for consensus performance of multi-agent systems based on delayed-state-derivative feedback

The delayed-state-derivative feedback (DSDF) is introduced into the existing consensus protocol to simultaneously improve the robustness to communication delay and accelerate the convergence speed of achieving the consensus. The frequency-domain analysis, together with the algebra graph the- ory, is employed to derive the sufficient and necessary condition guaranteeing the average consensus. It is shown that introducing the DSDF with the proper intensity in the existing consensus protocol can improve the robustness to communication delay. By analyzing the effect of DSDF on the closed-loop poles, this paper proves that for a supercritical-delay multi-agent system, this strategy can also accelerate the convergence speed of achieving the consensus with provided the proper intensity of the DSDF. Simulations are provided to demonstrate the effectiveness of the theoretical results.     

Consensus design for continuous-time multi-agent systems with communication delay

This paper investigates a consensus design problem for continuous-time first-order multiagent systems with uniform constant communication delay.Provided that the agent dynamic is unstable and the diagraph is undirected,sufficient conditions are derived to guarantee consensus.The key technique is the adoption of historical input information in the protocol.Especially,when agent＇s own historical input information is used in the protocol design,the consensus condition is constructed in terms of agent dynamic,communication delay,and the eigenratio of the network topology.Simulation result is presented to validate the effectiveness of the theoretical result.     

Consensus problem of second-order multi-agent systems with time-varying communication delay and switching topology

Leader-following stationary consensus problem is investigated for the second-order multi-agent systems with timevarying communication delay and switching topology.Based on Lyapunov-Krasovskii functional and Lyapunov-Razumikhin functions respectively,consensus criterions in the form of linear matrix inequality (LMI) are obtained for the system with time-varying communication delays under static interconnection topology converging to the leader’s states.Moreover,the delay-dependent consensus criterion in the form of LMI is also obtained for the system with time-invariant communication delay and switching topologies by constructing Lyapunov-Krasovskii functional.Numerical simulations present the correctness of the results.     

间歇通信条件下多无人机保性能编队追踪控制

针对多无人机系统在通信链路非周期性中断情况下的优化编队控制问题, 提出了一种多无人机保性能编队追踪控制方法。首先, 引入一种分布式性能指标, 用于描述多无人机系统编队调节性能。然后, 设计了间歇型多无人机编队追踪控制器, 可在通信时段根据无人机间局部交互信息构建分布式反馈控制, 并在中断时段中止对无人机的编队追踪控制, 以应对间歇通信的影响。同时, 获得了间歇通信条件下多无人机保性能编队追踪控制判据, 确定了多无人机系统的保性能上界。最后, 通过仿真算例验证了理论结果的有效性。     

Leader-following consensus protocols for formation control of multi-agent network

Two protocols are presented,which can make agents reach consensus while achieving and preserving the desired formation in fixed topology with and without communication timedelay for multi-agent network.First,the protocol without considering the communication time-delay is presented,and by using Lyapunov stability theory,the sufficient condition of stability for this multi-agent system is presented.Further,considering the communication time-delay,the effectiveness of the protocol based on Lyapunov-Krasovskii function is demonstrated.The main contribution of the proposed protocols is that,as well as the velocity consensus is considered,the formation control is concerned for multi-agent systems described as the second-order equations.Finally,numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the proposed protocols.